特大型推力球轴承套圈沟道中心径测量尺

2014-07-21杨世谊魏闯张亚辉张德颖

轴承 2014年4期

杨世谊，魏闯，张亚辉，张德颖

(洛阳轴承研究所有限公司，河南洛阳 471039)

推力球轴承常用于承受轴向载荷的低转速设备，如立式离心机、立式水泵、低速减速器、工位转台等，此类轴承只能承受轴向载荷，极限转速较低，接触角为90°，工作时要求轴圈与座圈的中心径必须保持一致。如果 2个沟道的中心径有偏差，将使钢球与沟道的接触角发生改变，从而破坏轴承的正常运转状态，加速磨损，直接影响轴承寿命；另外，若钢球接触点不在沟底，轴承易发生径向窜动，导致端面跳动变大，影响轴承精度；如果沟道中心径与保持架兜孔中心径不一致，装配后还会发生钢球转动不畅等问题。因此，在轴承加工过程中控制好沟道中心径至关重要。

1 现有测量方法

1.1 沟位置样板检测方法

沟位置样板如图1所示，样板采用3 mm厚钢板线切割加工，样板圆弧曲率按照轴承套圈沟道的曲率切割，H为沟道中心到外径的距离，H=(D-De)/2，其中D为套圈外径，De为沟道中心径。

图1 推力球轴承沟位置样板

将样板一端靠在轴承外径面上，使样板圆弧接触沟道，通过样板与沟道的缝隙判断沟道中心径的偏差。若样板与沟道外侧之间有缝隙，则中心径偏大；样板与沟道之间内侧有缝隙，则中心径偏小。这种方法要求外径基准尺寸必须一致，若外径尺寸存在较大偏差，中心径的测量就不准确，实际检测中存在很大弊端。

1.2 沟道中心径样板检测方法

如果轴承尺寸不大，则可以使用沟道中心径样板进行测量，沟道中心径样板如图2所示。样板同样采用3 mm厚钢板线切割加工，样板圆弧曲率按照套圈沟道的曲率切割，De为图纸给出的沟道中心径，根据中心径的上、下偏差制作大范、小范2片样板。分别将大范、小范放入沟道(需来回推动样板一端以找到中心径的最大点)，如果样板大范的圆弧面与沟道内侧有缝隙，同时样板小范的圆弧面与沟道外侧有缝隙，则说明沟道中心径尺寸介于上下偏差之间，判定合格；如果样板大范的圆弧面与沟道外侧有缝隙，说明沟道中心径尺寸偏大；如果样板小范的圆弧面与沟道内侧有缝隙，说明沟道中心径尺寸偏小。

图2 沟道中心径测量样板

此类中心径样板只能判断出中心径尺寸是否在公差范围之内，但是不能测量出中心径的具体值，也不能保证合套后轴、座圈的沟道中心径完全一致。而且，在沟道加工过程中无法测出具体的偏差值，不利于机床上砂轮位置的快速调整。

2 沟道中心径测量尺

2.1 测量尺的结构

设计的推力球轴承沟中心径测量尺如图3所示，主要由主体钢管、曲率片固定支架、曲率片、滑轨、表架、百分表等组成。测量尺可以测量沟道中心径的具体数值，并可通过与图纸设计的中心径进行对比获取偏差，从而在机床上准确的调整砂轮位置。避免了以往首件磨削时反复调整沟位置的繁琐操作，提高了工作效率。

1—块规；2，12—曲率片；3—曲率片安装架；4—主体钢管；5，6—夹紧块；7—滑块；8—滑轨；9—百分表；10—表架；11—曲率片安装架

在实际使用前，需要根据图纸设计的沟曲率半径的上限值车加工出曲率片，如图4所示。

图4 曲率片结构图

在车加工曲率片时，中心加工出固定孔，边缘加工出斜坡，使边缘较薄以便于测量。需要注意的是，2个曲率片的半径一定要加工准确且保持一致，同时应为图纸上沟曲率半径的上限值。因为，曲率片的半径小于沟道实际曲率半径时，曲率片接触沟道时在径向会有窜动量，会使测量结果产生误差；当曲率片的半径略大于实际沟道曲率半径时，曲率片则会牢牢卡在沟道上，测量结果会比较准确。

2.2 测量方法

将曲率片固定在安装架上，选取一端作为固定端，另一端则固定在滑轨上作为移动端。移动端外侧是表架，表架上卡有百分表，表尖接触移动端的支架顶块。组合块规并得到块规长度d=De-R1-R2，其中，De为沟道中心径图纸设计尺寸，R1，R2分别为2个曲率片的半径(2个曲率片的半径实际加工时会产生偏差，应控制在0.04 mm内)。将块规放入2个曲率片之间对块规，将表针压1 mm后对到0位，即对好测量尺。

测量时，将对好的测量尺上面的2个曲率片垂直放入沟道，先放入固定端，再放入移动端，由于沟道中心径与设计值存在偏差，当移动端的曲率片通过滑块的滑动完全卡入沟道时，所发生的移动量会显示在百分表上，百分表示值即为两者的偏差Δd，则中心径实际测量值为D1=De+Δd。注意，测量中需沿沟道方向来回推动测量尺移动端，通过表针左右摆动的中间值确定中心径的最大点。